[发明专利]多谱段大气探测辐射计

说明书

本发明公开了一种多谱段大气探测辐射计，包括扫描机构、朗伯探测器、温控匀化器、极轴、支架及底座、数据采集装置；所述朗伯探测器通过所述极轴固定在所述支架上，所述扫描机构绕所述朗伯探测器旋转，使所述扫描机构的阴影带交替的遮蔽或暴露所述朗伯探测器；所述温控均化器与所述朗伯探测器连接，光照信号经所述温控匀化器后，进入所述朗伯探测器，所述朗伯探测器将所述光照信号转化为电信号，所述数据采集装置采集所述电信号，经数据处理后得到光学参数。本发明的多谱段大气探测辐射计具有体积小、重量轻，应用范围广，能够对极端天气下粮食生产安全提出预警的效果。

技术领域

本发明属于辐射测量技术领域，特别涉及一种新型农业多谱段大气探测辐射计。

背景技术

辐射计量观测仪器广泛应用于监测大气环境，服务于生态学。目前国内建立的农业观测网还不包括对气溶胶和臭氧的监测，更没有农业专用大气探测辐射计，本项目在此基础上首次开展农业多谱段大气探测辐射计的研制工作。辐射计主要由扫描机构、七通道朗伯探测器、步进驱动系统、数据采集装置及底座支架等部分组成。辐射计将用于测量2π空间立体角的入射辐通量，通过数据反演获得气溶胶和臭氧的光学特性，以此来指导农业生产。

国际上典型的同类观测设备有法国全自动太阳光度计CE318及MS系列光谱辐射计。CE318通过瞄准筒精密跟踪太阳获取辐射信号，但如果出现云遮挡或大气中沙尘含量较大的情况，光度计无法自动跟踪太阳，自主工作性差，不适用于长期观察；MS系列光谱辐射计则是采用圆顶玻璃加平面探测器的结构，具有高分辨率、宽光谱的优点；但它朗伯响应差，当太阳光大角度略入射时，响应急剧衰减，无法保证准确测量，因此也无法实现全天候监测。

因此，研制一款朗伯响应好、抗云遮挡的农业多谱段大气探测辐射计具有重要的现实意义。

发明内容

为了解决上述现有技术中传统的大气探测辐射计云遮挡干扰及朗伯响应差的技术问题，本发明提供了一种新型农业多谱段大气探测辐射计。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一方面，提供一种多谱段大气探测辐射计，包括扫描机构、朗伯探测器、温控匀化器、极轴、支架及底座、数据采集装置；

所述朗伯探测器通过所述极轴固定在所述支架上，所述扫描机构绕所述朗伯探测器旋转，使所述扫描机构的阴影带交替的遮蔽或暴露所述朗伯探测器；所述温控均化器与所述朗伯探测器连接，光照信号经所述温控匀化器后，进入所述朗伯探测器，所述朗伯探测器将所述光照信号转化为电信号，所述数据采集装置采集所述电信号，经数据处理后得到光学参数。

一些实施例中，所述扫描机构包括阴影带、电机及纬度调整装置，所述阴影带与所述电机的转轴直接耦合，由所述电机转动带动所述阴影带绕所述朗伯探测器旋转，所述电机与所述纬度调整装置连接，通过所述纬度调整装置的相对滑动调整所述阴影带对所述朗伯探测器的遮挡长度。

一些实施例中，所述阴影带为圆弧形金属带条。

一些实施例中，所述阴影带以所述朗伯探测器为中心进行旋转，所述阴影带进行三种测量：所述阴影带位于天底测量以获得总水平辐射、所述阴影带遮挡太阳测量以获得漫射水平辐射、所述阴影带两次以太阳为中心左右对称测量以校正所述阴影带。

一些实施例中，所述朗伯探测器包括入光口、内腔体、外腔体、探测器模块、温控装置，所述探测器模块设置于所述内腔体内部，所述温控装置设置于所述内腔体和所述外腔体之间。

一些实施例中，所述朗伯探测器为七通道朗伯探测器，所述探测器模块包括6个干涉滤光片-光电二极管组件和1个宽波段组件，所述宽波段组件不带有干涉滤光片，涵盖350-1000nm波段，用于测量太阳总量；所述6个干涉滤光片-光电二极管组件呈六边形均布于所述内腔体底部，所述宽波段组件位于中心位置，7个组件均朝向所述入光口。